魚雷航速對潛艇魚雷報警距離的影響分析

曹震卿, 賈 躍

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魚雷航速對潛艇魚雷報警距離的影響分析

曹震卿1, 賈 躍2

(1. 海軍大連艦艇學院 研究生管理大隊, 遼寧 大連, 116018; 2. 海軍大連艦艇學院 水武與防化系, 遼寧 大連，116018)

針對雙速制反潛魚雷在潛艇魚雷報警聲納作用下的作戰(zhàn)使用問題, 由輻射噪聲經驗公式分析了魚雷航速的變化對其輻射噪聲強度的影響。根據被動聲納方程, 在魚雷航速變化情況下, 研究了潛艇魚雷報警聲納對雙速制魚雷報警距離的變化規(guī)律。計算結果表明, 魚雷報警距離隨魚雷航速增加而增加, 提出了雙速制魚雷作戰(zhàn)使用中應注意航速設置, 以低速航行來降低潛艇的魚雷報警距離, 從而增強魚雷的隱蔽性以及攻擊的成功率, 為魚雷攻潛戰(zhàn)術研究提供參考。

魚雷; 報警聲納; 雙速制; 報警距離; 作戰(zhàn)使用

0 引言

隨著反潛兵力及各種反潛武器的發(fā)展, 潛艇面臨來自水面、空中和水下的全方位威脅, 而各種類型的反潛魚雷則是對潛攻擊的主要武器, 對潛艇的生存造成極大威脅。目前潛艇均裝備魚雷防御系統(tǒng), 在防御魚雷過程中, 首先要解決探測問題, 因此魚雷報警聲納成為潛艇魚雷防御系統(tǒng)的最重要組成部分, 在現役潛艇被動聲納系統(tǒng)中, 一般都具有魚雷報警的功能。當前新型魚雷由單一航速發(fā)展為可變航速, 魚雷在不同航速情況下所產生的輻射噪聲水平對潛艇魚雷報警聲納也產生了影響。本文分析雙速制魚雷不同航速對魚雷報警聲納報警距離的影響。

1 雙速制魚雷輻射噪聲強度分析

1.1 魚雷輻射噪聲

魚雷輻射噪聲為潛艇的水聲探測器材提供了搜索、探測和跟蹤的信息, 這對魚雷的對潛攻擊造成十分不利的影響。魚雷輻射噪聲主要由機械噪聲、螺旋槳噪聲和水動力噪聲組成[1]。目前有關魚雷的輻射噪聲譜基本都是二戰(zhàn)時所得的測量數據, 而各國裝備的魚雷輻射噪聲級屬于絕密范圍, 所能得到的數據很少。

魚雷輻射噪聲可用經驗公式(1)表示[2]

由二戰(zhàn)時測量的各種魚雷噪聲譜可知, 魚雷的輻射噪聲基本隨著魚雷的航速增加而線性增加[3]。同時魚雷輻射噪聲正比于工作頻率平方的倒數。

1.2 雙速制魚雷輻射噪聲變化

對于雙速制魚雷來說, 魚雷自導頭在固定頻率工作時, 其輻射噪聲強度主要與航速有關。下面討論雙速制魚雷輻射噪聲在不同航速下的變化情況。

設定雙速制魚雷最低速為25 kn, 最高速為45 kn,參考MK50、MK54、“鯆魚”、MK48、“旗魚”及DM2A4等型號的輕重型反潛魚雷, 設輕型魚雷重量為300 kg(0.3 t), 重型魚雷重量為1 600 kg (1.6 t)[4], 現有魚雷聲納基陣工作頻段多集中在15~40 kHz, 取魚雷自導頭頻率為30 kHz[5]。

圖1, 圖2分別為輕型、重型魚雷由25 kn變化至45 kn時, 在不同距離下, 雙速制魚雷輻射噪聲曲線。由圖中可以看出, 在相同距離上, 其輻射噪聲主要受魚雷航速影響, 輻射噪聲隨航速的增加而增加; 在同一航速下, 則重型魚雷的輻射噪聲要高于輕型魚雷。

圖1 雙速制輕型魚雷輻射噪聲隨航速的變化

圖2 雙速制重型魚雷輻射噪聲隨航速的變化

同等距離上, 魚雷航速由25 kn增加至45 kn, 魚雷輻射噪聲強度增加約15 dB。見表1。

表1 雙速制輕型魚雷輻射噪聲值

Table 1 Radiation noise value of lightweight double- speed torpedo

2 雙速制魚雷航速變化對潛艇魚雷報警聲納報警距離影響

2.1 聲納報警距離與魚雷輻射噪聲強度的關系

潛艇魚雷報警聲納主要探測來襲魚雷在其聲納工作頻段輻射噪聲的聲信號, 下面分析雙速制魚雷輻射噪聲的變化對魚雷報警聲納探測距離的影響。

潛艇魚雷報警聲納一般為被動聲納, 由被動聲納方程

其優(yōu)質因素為[5]

在潛艇及魚雷報警聲納條件不變的情況下, 被探測的雙速制魚雷輻射噪聲級隨航速變化直接導致潛艇魚雷報警聲納優(yōu)質因素的變化, 提高或降低了所允許的最大傳播損失, 也就增大或減小了可探測的距離。

通常認為, 傳播損失是球面波擴展和海水介質的吸收損失[5], 有

2.2 計算分析

圖3 聲納報警距離隨航速的變化

由表2可以看出, 雙速制魚雷使用低速航行時, 可有效縮短潛艇魚雷報警聲納的探測距離, 變?yōu)楦咚俸叫泻? 魚雷報警聲納的報警距離至少增加1倍, 即無論此時魚雷距離潛艇遠近, 都將立即被發(fā)現, 使得潛艇有機動規(guī)避或使用水聲對抗器材對抗的機會。

表2 魚雷航速變化量與聲納報警距離變化量之間的關系值(r0=6 km)

3 結束語

通過分析航速對雙速制魚雷輻射噪聲強度進而對潛艇魚雷報警聲納報警距離的影響表明, 雙速制魚雷在作戰(zhàn)使用中, 須注意航速的戰(zhàn)術使用設置, 以最大限度地降低潛艇魚雷報警聲納的報警距離, 增大魚雷攻擊的突然性, 盡量消除因潛艇發(fā)現魚雷后規(guī)避機動和使用水聲對抗器材而造成的攻擊成功率下降的情況。

[1] 章新華, 康春玉. 聲納原理[M]. 北京: 國防工業(yè)出版社, 2009.

[2] 劉孟庵. 水聲工程[M]. 杭州: 浙江科學技術出版社, 2002.

[3] 查志武, 史小鋒, 錢志博. 魚雷熱動力技術[M]. 北京: 國防工業(yè)出版社, 2006.

[4] 傅英. 國外海軍魚雷裝備[M]. 北京: 海潮出版社, 2007.

[5] 陳劍, 魯民月, 龐天照. 潛艇噪聲水平對聲吶探測性能影響分析[J]. 艦船科學技術, 2009, 31(12): 22-25 Chen Jian, Lu Min-yue, Pang Tian-zhao. The Noise Level of Submarine Bring to the Influence of the Sonar Detection Capability[J]. Ship Science and Technology, 2009, 31(12): 22-25.

[6] 劉平香, 姚藍. 潛艇水聲對抗系統(tǒng)中的魚雷報警問題[J]. 艦船科學技術, 1997, 36(6): 40-45.

Influence of Torpedo Speed on Submarine′s Torpedo Warning Distance

CAO Zhen-qing1, JIA Yue2

(1. Graduate Management Team, Dalian Naval Academy, Dalian 116018, China; 2. Department of Underwater Weaponry & Chemical Defense, Dalian Naval Academy, Dalian 116018, China)

To study the operational application of double-speed anti-submarine torpedo under the effect of submarine′s torpedo warning sonar, the influences of the variations of torpedo speed and deep on its radiation noise intensity are analyzed by using the empirical formula of radiation noise. According to the analysis of passive sonar equation, the variation rule of the warning distance of torpedo sonar is investigated for varying torpedo speed. Calculation result shows that torpedo warning distance increases with torpedo speed. It is suggested that attention be paid to presenting torpedo speed in the operational application of double-speed torpedo to reduce the torpedo warning distance by low speed running, and to enhance stealth of the torpedo and success probability of the attack.

torpedo; warning sonar; double-speed; warning distance; operational application

TJ630.34; U666.7

A

1673-1948(2011)04-0260-03

2011-03-30;

2011-04-27.

曹震卿(1981-), 男, 在讀碩士, 主要從事兵種戰(zhàn)術、反潛武器作戰(zhàn)運用等方面的研究.

(責任編輯: 楊力軍)